Ewald Hering

Ewald Hering
Ewald Hering2.jpg
Född 5 augusti 1834 ( 1834-08-05 )
dog 26 januari 1918 (26-01-1918) (83 år gammal)
Leipzig , kungariket Sachsen
Nationalitet tysk
Alma mater Leipzigs universitet
Känd för








Canals of Hering Hering illusion Hering–Breuer reflex Hering–Hillebrand avvikelse Herings lag om visuell riktning Herings lag om lika innervation Traube–Hering–Mayer vågor Hyperskärpa Motståndar-processteori Organiskt minne
Vetenskaplig karriär
Fält Fysiologi

Karl Ewald Konstantin Hering (5 augusti 1834 – 26 januari 1918) var en tysk fysiolog som forskade mycket på färgseende, kikareuppfattning och ögonrörelser. Han föreslog motståndarens färgteori 1892.

Född i Alt-Gersdorf , kungariket Sachsen , studerade Hering vid universitetet i Leipzig och blev den första rektor för det tyska Charles-Ferdinand-universitetet i Prag.

Biografi

Tidiga år

Hering föddes i Altgersdorf i Sachsen, Tyskland. Han växte troligen upp i en fattig familj, son till en luthersk pastor. Hering gick på gymnasium i Zittau och började på universitetet i Leipzig 1853. Där studerade han filosofi, zoologi och medicin. Han avslutade en MD-examen 1860.

Det är något oklart hur Hering utbildade sig för att forska. På den tiden Johannes Peter Müller kanske den mest kända fysiologen i Tyskland. Hering tycks ha ansökt om att studera under hans ledning men fick avslag, [ citat behövs ] vilket kan ha bidragit till hans fiendskap mot Hermann von Helmholtz , Müllers skyddsling. Men i Leipzig genomförde EH Weber och GT Fechner banbrytande studier som grundade det som skulle bli fältet psykofysik . Även om det inte finns några bevis för att Hering någonsin studerat under deras ledning, erkände han sig under sina senare år stolt som en "student av Fechner".

Efter examen praktiserade Hering som läkare i Leipzig. Trots att han hade lite tid att forska och hade ännu knappare ekonomiska resurser vände han sig till binokulärt seende (med båda ögonen tillsammans) och problemet med horopter (de punkter i rymden som projicerar på anatomiskt identiska punkter på de två näthinnorna ). Där överraskade han vetenskapssamfundet när han som en helt okänd vetenskapsman publicerade sin egen matematiska härledning av horoptern oberoende av Hermann von Helmholtz, som då ansågs vara en av de bästa tyska vetenskapsmännen och matematikerna. Hering gick så långt som att förlöjliga Helmholtz (oviktiga) matematiska fel i hans härledning av horoptern.

Universitetsinlägg

Hering utnämndes därefter till professor i fysiologi vid militärakademin i Wien fram till 1870. Med bättre resurser genomförde han viktiga studier i fysiologi, särskilt om hjärt- och andningssystemet. 1870 efterträdde han Jan Evangelista Purkinje vid universitetet i Prag där han stannade under de följande 25 åren. Där blev han involverad i hårda argument mellan nationalistiska tjecker som ville att universitetet skulle undervisas på landets språk, och en minoritet tyska professorer. Så småningom skapades ett separat tyskt universitet, Charles-Ferdinand University, 1882 och Hering blev dess första rektor.

Under sina sena år återvände Hering till Tyskland, där han blev professor vid universitetet i Leipzig 1895, 61 år gammal. Han gick i pension 1915 och dog i tuberkulos tre år senare. Han var ateist.

Forskning

Kikarseende

Herings demonstration av sin lag om visuell riktning

Hering studerade ett brett spektrum av ämnen inom syn, bland dem hans enastående studier om binokulärt syn. Han härledde, nästan samtidigt med Helmholtz, horopterns teoretiska form. Trots identiska resultat var Herings härledning mycket mer modern och elegant, med hjälp av nyligen utvecklad projektiv geometri. Faktum är att Helmholtz själv kvalificerade Herings tillvägagångssätt som "mycket elegant, omfattande och komplett". Därefter uppskattade Hering empiriskt horopterns form. Tillsammans med Helmholtz och Hillebrand märkte han att den empiriska horoptern inte matchar den teoretiska horoptern, ett fenomen som nu kallas Hering–Hillebrand-avvikelsen .

Hering är också välkänd för sin Law of Visual Direction som beskriver den upplevda egocentriska riktningen av ett objekt från en observatör. Utan att Hering och andra visuella vetenskapsmän vid den tiden visste det, hade en liknande lag föreslagits av Alhazen (1021) och Wells (1792) även om båda deras lagar var olika.

Hyperacuity

Ewald Herings modell av hur en Vernier skärpa stimulus kodas av en receptor array. Receptorer markerade c signalerar en annan positionskod längs den horisontella riktningen från antingen position a -koden eller position b -koden.

Hering gjorde ett avgörande arbete med vad vi nu kallar hyperacuity : rumslig upplösning i vissa visuella uppgifter som överstiger synskärpan med ungefär en storleksordning. I sin berömda avhandling "On the Limits of Visual Acuity" från 1899 sammanfattade han empiriska data publicerade 1863 av Alfred Wilhelm Volkmann och Ernst Anton Wülfing 1892, som fann att det finns visuella uppgifter där rumslig upplösning går långt under storleken på receptorceller i de centrala näthinnan. I en förklaringsmodell överlagrade Hering en Vernier-skärpastimulus – en förskjutning mellan två linjesegment – ​​på en idealiserad receptoruppsättning. Han hävdade att, genom en mekanism för integration över små ögonrörelser , kodas platsinformationen som signaleras av de inblandade receptorerna till en mycket högre precision än vad som skulle vara möjligt av en enda receptor, en förklaring som fortfarande håller i sig idag.

Ögonrörelser

Skildring av förutsägelser för att återhämta Mullers stimulans med ögon som rör sig oberoende eller ögon som följer Herings lag om lika innervation

Hering studerade vidare ögonrörelser. Han utvecklade Herings lag om lika innervation för att beskriva konjugationen av ögonrörelser hos djur. Enligt denna lag är ögonrörelserna alltid lika i intensitet i de två ögonen men inte i riktning. Ögonrörelser kan därför vara antingen konjugerade (i samma riktning som saccades eller smooth pursuit ) eller disjunktiva (som vergens ögonrörelser). Herings lag om lika innervation beskrivs bäst av Müllers stimulus där fixeringspunkten ändrar position i det ena ögat men inte det andra ögat. Enkelhet leder till att endast det felinriktade ögat ska röra sig för att återhämta sig. Herings lag förutspår att eftersom ögonen alltid måste röra sig lika mycket, bör båda ögonen röra sig i den nya binokulära riktningen av målet (se Herings lag om visuell riktning ovan), och sedan röra sig i motsatt riktning för att anpassa vergensen till målets. Med andra ord kommer det öga som målet inte rörde sig i att röra sig bort och sedan tillbaka till målet. Denna förutsägelse bekräftades experimentellt av Yarbus i hans avgörande arbete om ögonrörelser. Men det är nu känt att det finns starka avvikelser från Herings lag.

Färgteori

Hering höll inte med om den ledande teori som främst utvecklats av Thomas Young , James Clerk Maxwell och Hermann von Helmholtz . Young föreslog att färgseende är baserat på tre primära färger : röd, grön och blå. Maxwell visade att vilken färg som helst kan matchas av en blandning av tre primära färger. Detta tolkades av Helmholtz som ett bevis på att människor uppfattar färger genom tre typer av receptorer, medan vitt och svart skulle reflektera mängden ljus.

Hering menade istället att det visuella systemet fungerar baserat på ett system av färgmotstånd . Hans bevis härrörde från experiment med färganpassning och den språkliga observationen att vissa färgnamn inte kan kombineras till ett. I denna modell uppfattas färger genom mekanismer som är känsliga för tre par motståndarfärger: röd-grön, gul-blå och vit-svart.

Johannes von Kries publicerade 1905 zonteorin som syntetiserar båda beskrivningarna som en, där Young-Helmholtz-teorin beskriver ljusets interaktion med receptorer och Hering bildbehandlingsstadiet. Senare, 1925, Erwin Schrödinger ett papper inspirerat av von Kries, med titeln Om förhållandet mellan de fyra färgerna och trefärgsteorin . Där undersöker han ett formellt förhållande mellan de två färgteorierna.

Båda teorierna har solida empiriska bevis. Gåtan löstes genom upptäckten av färgmotståndare ganglionceller i näthinnan och laterala geniculate nucleus . Vi vet nu att det mänskliga ögat har tre typer av färgkänsliga receptorer (som föreslagits av Young, Maxwell och Helmholtz) som sedan kombinerar sina signaler i tre färgmotståndskanaler som föreslagits av Hering. Således är både Herings och Young-Helmholtz teorier korrekta.

Fysiologi

Hering gjorde betydande bidrag till såväl fysiologi som psykologi. I synnerhet demonstrerade han med sin elev Breuer Hering-Breuer-reflexen , eller att artificiell uppblåsning av lungorna utlöser en automatisk signal som utlöser utandning. Att sedan tömma lungorna i tur och ordning utlöser en ny signal som inducerar andning. Det vill säga, inspirationer och utandningar är en oändlig reflexslinga som triggar varandra. Han visade också Traube-Hering-reflexen, eller att uppblåsning av lungorna utlöser en acceleration av hjärtat.

Annan forskning

Hering-illusionen

År 1861 beskrev Hering en optisk illusion som nu bär hans namn – Heringillusionen . När två raka och parallella linjer presenteras framför radiell bakgrund (liknande ekrarna på en cykel), ser linjerna ut som om de var böjda utåt. Orbison -illusionen är en av dess varianter, medan Wundt-illusionen ger en liknande, men omvänd effekt.

Hering föreslog först idén om organiskt minne i en föreläsning 1870 för Imperial Academy of Science i Wien . Hering tog inflytande från idén om nedärvning av förvärvade egenskaper och föreslog att minnen kunde föras vidare genom generationer av könsceller .

Hering-Helmholtz-kontroversen

Hering tillbringade större delen av sitt liv med att bråka våldsamt med Helmholtz. Kontroversen var inte bara vetenskaplig utan också filosofisk; Hering var nativist, Helmholtz empirist. Helmholtz kom också från en högre samhällsklass och ansågs alltid vara ett underbarn, medan Hering fick gå igenom en svårare tid i sin tidiga karriär. Hering och Helmholtz var oense om nästan allt och kontroversen varade långt efter deras bådas liv. Hering var dock den överlägset mer aggressiva av de två och var alltid omedelbar att påpeka alla misstag som Helmholtz kunde ha gjort, ibland gick det till och med så långt att han förolämpade honom ("Det är troligt att den store Helmholtz i sitt slumrande tillstånd. .."). Helmholtz fraktion (dock förmodligen inte Helmholtz själv) spred rykten som gav Hering ett behov av hjälp att utföra sitt matematiska arbete och att han var kliniskt galen ("Han har, som jag har hört, psykiskt sjuk").

Publikationer

Vidare läsning

  •    Baumann C (juni 1992). "[Ewald Herings motståndare färgar. En idés historia]". Der Ophthalmologe: Zeitschrift der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft (på tyska). 89 (3): 249–52. ISSN 0941-293X . PMID 1303712 .
  •   Janko J (1995). "Mach och Herings fysiologi av sinnena". Clio Medica . 33 : 89–96. PMID 9061228 .
  •    Otis, Laura (1994). Organiskt minne: historia och kroppen i slutet av artonhundratalet och början av nittonhundratalet . Lincoln: University of Nebraska Press. ISBN 0-8032-3561-5 . OCLC 29638386 .
  •    Turner RS ​​(1993). "Vision studier i Tyskland: Helmholtz kontra Hering". Osiris . 8 (1): 80–103. doi : 10.1086/368719 . PMID 11639585 . S2CID 42940120 .
  •   Singh, Iona (2012). Visuell syntax, kapitel ur boken - Färg, Facture, Art & Design . Hampshire, Storbritannien: Zero Books. s. 65–82. ISBN 978-1-78099-629-5 .

externa länkar